关于对橡胶坝应用和管理的思考探究

　　摘要：橡胶坝作为一种新型的柔性薄壳水工建筑物，在灌溉、发电、行洪、水运和美化城市环境方面不断扩大其应用范围，显示出许多突出的优点，在国内外均受到了普遍的重视，得到了迅速的发展。作为一种可调节的拦河坝，可在枯水期充水成坝蓄水，满足用水及美化环境的需求，汛期可排空坝内水，坍坝过洪，不影响河道行洪。

　　关键词：橡胶坝 建筑

　　一、工程概况

　　涞源处于恒山、太行山、燕山三山交汇处，闻名遐迩的拒马河发源于县城旗山脚下，由西向东在县城南部穿过，是涞源县城主要行洪河道。拒马河涞源县南屯大桥至207国道河道治理工程(以下称本工程)，实施2.7Km拒马河干流清淤疏浚，并对1.5Km河段岸坡及白石河汇入口处进行防护，新筑右堤防2.5Km，并且在该段河道新建橡胶坝一座。

　　本工程为拒马河综合治理工程的一部分，拒马河综合治理工程西起张石高速与拒马河交汇处，东至奥宇扬水站，全长10.3公里。工程包括：河道纵横断面调整及主槽清淤、疏浚工程，岸坡防护;设6座跌水、2座溢流堰、8座橡胶坝及橡胶坝管理建筑物工程。

　　二、拦河坝方案比选

　　1.传统型拦河闸坝

　　传统的拦河闸有固定式和活动式两类。固定式拦河闸在大流域江河上应用较多，具有跨度大、控制水位高等特点。但造价高、工期长，其闸墩、启闭机架等结构阻水严重，降低了河道的行洪能力，需加高河道防洪堤。传统活动式的拦河闸有鱼鳞闸和翻板闸两种，这两种闸具有使用寿命长、控制水位灵活、管理方便等优点;但可控制水位较低、安装要求高、工期较长、对基础要求高、受漂浮物影响容易产生故障等。

　　2.橡胶坝的特点

　　橡胶坝是随着高分子合成材料工业的发展而出现的一种新型水工建筑物，由高强度帆布做强力骨架与合成橡胶构成，锚固在基础底板上，形成密封袋状，冲水或气成坝挡水。具有如下优点：

　　(1)造价低，节省三材：一般可节省钢材30～50%，水泥50%左右，木材60%以上。

　　(2)设计、施工简单：橡胶坝袋是先在工厂制造，然后现场安装，施工速度快，安装须用3～15天，最终工期3～6个月。

　　(3)不影响行洪：对已审批的防洪(潮)排涝工程无影响，橡胶坝袋内水泄空后，紧贴在底板上，不缩小原有河床断面，无需建闸墩、启闭机架等结构，基本上不阻水。止水效果好，坝袋锚固于底板和岸墙上，能达到基本不漏水，满足安全度汛的要求。

　　(4)抗震性能好：橡胶坝的坝体为柔性薄壳结构，富有弹性，抗冲击弹性40%左右，伸长率达60%，具有以柔克刚的性能，能抵抗强大的地震破坏和洪水的波浪冲击。

　　(5)造型优美：可改善城市景观(橡胶坝可做成彩色的)，橡胶坝属流线型，造型优美，色彩丰富，易与周围环境相协调，增强了其美化环境的功能。

　　(6)维修方便，橡胶坝装置的结构简单，充、放水装置的失灵率低。

　　基于以上特点考量，橡胶坝明显优于传统拦河坝，因此决定选用橡胶坝作为拦河坝型。

　　三、橡胶坝结构设计

　　1、工程布置

　　根据水流条件、地质条件、施工条件、淹没损失及投资等诸多方面对石门村坝址方案与杜村坝址方案进行综合分析比较，经专家论证，本阶段推荐石门坝址方案。委托河北省水利水电第二勘测设计研究院进行设计工作。

　　石门橡胶坝坝址位于涞源盆地最底部，西部是涞源盆地，地势平坦开阔，东部进入高山峡谷。坝址区属侵蚀堆积河谷地貌。根据两岸出露河钻揭露，坝址区发育的地层上部第四系全新统冲洪积物壤土、卵石，厚度0.8米;下部元古界长城系高于庄组燧石条带白云岩，河床覆盖层之下揭露厚度12米。

　　石门橡胶坝两岸岩体裸露，有利于建筑物建设。河床段坝基为Q4卵石层，表层卵石较松散，承载力为170kpa，下部卵石稍密，承载力260kpa，卵石层承载力较高且沉降变形小，下伏白云岩岩体强度高，均为建筑物良好的基础持力层。

　　2、工程概况

　　石门橡胶坝位于河道桩号8+179，坝长118米，坝高4.5米，单跨布置。主要由橡胶坝、泵房、供排水管道、机电设备等部分组成。坝袋为枕式双锚固线袋体，与边墙为直墙式连接。橡胶坝底板采用钢筋混凝土结构，两侧为悬臂式挡墙。铺盖长20米，钢筋混凝土结构。下游护坦长12.5米，下接混凝土防冲墙，墙厚0.6米，深度到基岩下1米。橡胶坝工程顺河流方向总长52.5米。橡胶坝充水采用大口井，布置在河道内，泵房亦布置在河道内，泵房外轮廓尺寸为6.5米×6.5米。橡胶坝底板靠近上游处设混凝土截渗墙，墙厚0.6米，深度达到基岩以下1米。

　　3、管理设施

　　石门橡胶坝采用自动化管理系统。主要分为微机监控系统和视频监视系统两部分。微机控制系统采用分层分布式结构，设置监控中心和现地控制单元两层，完成橡胶坝的充坝、坍坝及主要设备的运行控制和状态及参数监控，监控中心布置在管理所内。视频监视系统现地设置摄像机、硬盘录像机，管理所设置视频中心，配置视频工作站。现地视频设备与视频中心之间及监控中心与橡胶坝现地单元的通信介质均采用光纤。

　　橡胶坝利用潜水泵自坝袋旁侧大口井取水充坝，坍坝利用坝内水压与下游水位落差自流排放。充坝时间约12至24小时，坍坝时间2小时。供排水管道采用钢管。冬季利用空压机吹冰防冻。

　　4、使用效果

　　橡胶坝投入使用后，夏秋的降雨积水成湖，为穿城而过的河道凭添了几分灵气，碧波荡漾的宽阔水面让众多百姓心生涟漪：将投入运营的水上游乐项目针对如何管理、安全、服务等一系列相关制度也正在紧锣密鼓筹划之中，美景如画的偌大一片水面，泛舟戏水，令人欣喜。另外，水面的扩大对改善涞源的小气候起到了明显的作用，2012年无论是降雨还是降雪都比往年有所增加。

　　四、结论

　　本文论述了橡胶坝技术的特点，并结合工程实例证明，橡胶坝技术在拦河坝工程上的成功应用，不仅有利于河道行洪,控制灌溉,同时在不降低原堤防的防洪标准基础上，还有美化环境的目的，而且维修少, 社会效益经济效益非常显著。文中实例，可供同类工程参考。

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文章名称： 关于对橡胶坝应用和管理的思考探究

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